中文摘要：

通常，微机械陀螺都由驱动结构和敏感结构构成，本项目申请人发现，载体自身旋转产生的驱动力可用于驱动陀螺，实现微机械陀螺无驱动结构。 该项目拟深入论证实现"微机械陀螺无驱动结构"的理论根据，并通过实验验证实现无驱动结构微机械陀螺的可行性。重点研究无驱动结构微机械陀螺的结构原理、信号获取、处理、分离、软件补偿，通过实验验证这种陀螺能同时敏感偏航、俯仰和自旋角速度，具有三个互相垂直安装的一般角速度陀螺的功能。无驱动硅微机械陀螺成本低、可靠性高，可用于旋转体的稳定和控制系统，如用于汽车轮胎、石油钻探系统的检测和控制。 该微机械陀螺未见国内外报道，申请人已作了初步的理论论证和实验验证，申请了发明专利。

结论摘要：

高速旋转体应用十分广泛，阻碍其发展的瓶颈是敏感旋转体姿态的传感器技术，这是涉及旋转体实用化的核心技术，至今未见国内外报导。开发高速旋转体技术离不开敏感姿态的陀螺，但传统陀螺仅适用于非旋转体的姿态检测。鉴于缺少适合旋转体用的陀螺，人们不得不将非旋转体用的陀螺用于旋转体。实验表明，虽然加反旋器和软件处理后传统陀螺在3600°/s以下的旋转体亦可用，但精度低，且使用成本高。对于高速旋转体，传统陀螺不能用。本项目负责人发现，载体自身旋转产生的驱动力可用于驱动陀螺，实现微机械陀螺无驱动结构。该项目深入论证实现"微机械陀螺无驱动结构"的理论根据，并通过实验验证实现无驱动结构微机械陀螺的可行性。重点研究无驱动结构微机械陀螺的结构原理、信号获取、处理、分离、软件补偿，通过实验验证这种陀螺能同时敏感偏航、俯仰和自旋角速度，具有三个互相垂直安装的一般角速度陀螺的功能。无驱动硅微机械陀螺成本低、可靠性高，可用于旋转体的稳定和控制系统，即可用于旋转飞行器，亦可用于汽车轮胎、石油钻探系统的检测和控制。针对检测和控制旋转体姿态的技术要求，发明了将这一发现用于旋转体姿态控制的微机械摆和解调算法软件。主要创新点（1）论证了无驱动结构微机械陀螺的机理。微机械摆与旋转体形成闭环回路陀螺，可用于检测和控制旋转体姿态。从而发明了与传统的有驱动结构陀螺对应的载体驱动陀螺,使陀螺由传统的有驱动结构的一类扩展为不同用途的两类。（2）发明了新型微机械摆。其在旋转体上能产生陀螺效应，可用于检测和控制偏航/俯仰和自旋角速度。摆片通过弹性梁（扭转柱）挂在摆框上；摆片中心有方形通孔，方孔两侧翼有3～6条长形通孔；在摆片的上下面对称设置一对冲击止档垫，（3）发明了将微机械摆输出信号，分离解算出自旋、偏航和俯仰角速度，并用于单通道和三通道姿态控制的技术。建立了信号分离、解算软件，使微机械摆具有3只传统陀螺的功能。本项目已授权发明专利10项，实用新型专利2项，计算机软件著作权3项。研究成果专著2部分别获国家科学技术著作出版基金和国防科技出版基金资助出版。本项目填补了检测和控制旋转体姿态的空白，对高速旋转体智能化具有重要意义，大大促进了惯性技术的发展。